1. 研究目的与意义
随着时代工业的发展，自动化技术也逐渐走向完善，各领域对温度控制的要求也越来越高。温度是工业对象中一个重要的被控参数，传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。不仅如此，传统的控制方式不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于它主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。当下温度控制系统非常成熟，国内外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。目前社会上温度控制大多采用智能调节器，国产调节器分辨率和精度较低，温度控制效果不是很理想，但价格便宜，国外调节器分辨率和精度较高，价格较贵。日本、美国、德国、瑞典等技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器表,并在各行业广泛应用。它们主要具有如下的特点：一是适应于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统；二是能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的；三是能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制；四是温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进的算法，适应的范围广泛；五是温控器普遍具有参数自整定功能。借助计算机软件技术，温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动整定的功能。有的还具有自学习功能，能够根据历史经验及控制对象的变化情况，自动调整相关控制参数，以保证控制效果的最优化；六是具有控制精度高、抗干扰力强的特点。目前，国内外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。
国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。而在以往的生产过程和科学实验中，要对温度进行控制，一般采用数字调节仪表或者模拟,但是它们却存在一定的缺陷，而采用单片机进行温度的调节与控制就大大提高了可靠性和灵敏度。近年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如PID控制、模糊控制、神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大提高了控制精度，不但使控制变得简单，而且使产品质量更好，降低了产品成本，提高了生产效率。因此本课题对于电热炉温度控制的研就有一定的意义了。本次设计为了改变传统温度采集费时费力、精度差、温度波动范围大等缺点，以单片机为核心，利用PID技术提高电热炉的控制高度、使其变的简单方便、利于操作。
文献[17]针对温度的智能控制，设计了一个温度控制系统，以单片机为核心,拥有256 bytes的RAM数据存储器和8Kbutes的PEROM序存储器，内置８位CPU和Flash存储单元，功能十分强大，可用于实现复杂温度控制操作。但有一个很大的缺点就是设计复杂、成本比较高、不太适合工业普及。文献[21]在温度控制过程中，关于温度测量的问题，采取了四路测量模式，完成了对四路采样中不同点的测量，最后采取四个测量点的平均值作为测量结果。虽然有助于测距结果的精确，但是四路测量本身存在问题，即计算复杂的问题，容易出现误差。文献[14]针对温度控制算法这一问题，采用了一种新型的智能控制算法，这种智能控制器由数字库、推理库、推理机、学习环节、修正环节和黑板组成。因为炉温控制过程是一个满过程、一般采样间隔长，在此间隔期间，可能会受到干扰因素的影响。为了补充这一不足，还得加入动态修正环节。因此这种算法步骤比较多，在计算过程中，容易出现错误。
2. 研究内容与预期目标
1. 研究内容
电热炉是工业热处理生产中广泛采用的一种设备，因其温度控制具有慢时变、纯滞后、非线性等特点，很难用数学方法获得精确的数学模型和确定的参数，传统控制理论和方法难以实现理想的控制效果。为此，本课题拟以微处理器为核心，旨在开发一种基于模糊PID控制的、稳定可靠的温度自动控制系统。
2. 预期目标
3. 研究方法与步骤
1.研究方法
首先要了解系统所要实现的功能；其次根据功能去选择相应的硬件资源；再次将一个大的系统进行模块化划分，然后逐一去设计。最后把所有模块进行优化整合，便得到了一个完整的系统。
2.研究步骤
4. 参考文献
[1]韦舒婷. 基于 PLC 的油田加热炉自动控制系统设计[D].东北石油大学,2018.
[2]毕洪硕. 热处理加热炉 DCS 控制系统设计[D].大连交通大学,2018.
[3]周鑫. 电加热炉温度随动控制系统研究[D].吉林化工学院,2021.
5. 工作计划
（1）2022-2-21～2022-3-11（3 周） 查阅课题背景及技术资料，制订具体实施计划，完成开题报告。
（2）2022-3-14～2022-4-01（3 周） 提出设计方案，熟悉控制器硬件资源，完成器件选型。
（3）2022-4-04～2022-4-22（3 周） 设计电路原理图，制订程序框图，编制控制程序。
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